Lớp 10 · Sinh Học
Bài 19
Công Nghệ Tế Bào
Tế bào gốc · Nhân bản vô tính · Liệu pháp tế bào gốc & gene · Nuôi cấy mô · Lai TB sinh dưỡng · Nuôi cấy hạt phấn
1
Công nghệ tế bào động vật & Tế bào gốc
▼
CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT
Quy trình công nghệ nuôi cấy và tác động làm thay đổi các tế bào động vật, tế bào người trong môi trường nhân tạo nhằm tạo ra một lượng lớn tế bào phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tế.
▸ Nguyên lí cốt lõi
Nuôi cấy tế bào gốc trong môi trường thích hợp → tạo điều kiện để chúng phân chia rồi biệt hoá thành các loại tế bào khác nhau.
▸ Tế bào gốc — phân loại theo nguồn gốc
🥚
• Nguồn gốc: phôi sớm của động vật.
• Có thể biệt hoá thành MỌI loại tế bào của cơ thể trưởng thành.
TB GỐC PHÔI
(Vạn năng)• Nguồn gốc: phôi sớm của động vật.
• Có thể biệt hoá thành MỌI loại tế bào của cơ thể trưởng thành.
🩸
• Nguồn gốc: các mô của cơ thể trưởng thành.
• Chỉ biệt hoá thành MỘT SỐ loại tế bào nhất định.
TB GỐC TRƯỞNG THÀNH
(Đa tiềm năng)• Nguồn gốc: các mô của cơ thể trưởng thành.
• Chỉ biệt hoá thành MỘT SỐ loại tế bào nhất định.
💡 Cơ sở tế bào học: Cơ sở của nuôi cấy mô và tế bào là sự nhân đôi và phân li đồng đều của NST trong nguyên phân. Trong cơ thể, ngoại trừ tế bào gốc, phần lớn tế bào đã biệt hoá và không còn khả năng phân chia tạo các loại tế bào khác.
2
Nhân bản vô tính vật nuôi
▼
NHÂN BẢN VÔ TÍNH
Là công nghệ tạo ra các con vật giống hệt nhau về kiểu gene mà KHÔNG thông qua sinh sản hữu tính.
▸ Quy trình (ví dụ cừu Dolly)
1Lấy nhân từ tế bào soma (VD: tế bào tuyến vú) của con vật cho nhân (cừu A).
2Loại bỏ nhân của tế bào trứng từ con vật cho trứng (cừu B).
3Chuyển nhân tế bào soma vào tế bào trứng đã mất nhân → tế bào trứng chuyển nhân.
4Cho tế bào trứng chuyển nhân phát triển thành phôi, cấy vào tử cung con vật mang thai (cừu C).
5Cừu nhân bản được sinh ra → mang đặc điểm giống cừu cho nhân (cừu A).
⚠ Đặc điểm cá thể nhân bản vô tính:
• Mang đặc điểm giống cừu cho NHÂN (cừu A) — KHÔNG giống cừu cho trứng (B) hay cừu mang thai (C).
• Thường có tuổi thọ ngắn hơn cá thể sinh ra tự nhiên.
• KHÔNG phải là tạo động vật biến đổi gene (đó là công nghệ gene).
• Mang đặc điểm giống cừu cho NHÂN (cừu A) — KHÔNG giống cừu cho trứng (B) hay cừu mang thai (C).
• Thường có tuổi thọ ngắn hơn cá thể sinh ra tự nhiên.
• KHÔNG phải là tạo động vật biến đổi gene (đó là công nghệ gene).
📘 Thành tựu & Ý nghĩa
Thành tựu: Cừu Dolly (1996) — con cừu nhân bản đầu tiên trên thế giới. Tại Việt Nam, Viện Chăn nuôi đã nhân bản thành công lợn ỉ. Còn nhân bản ở: ếch, bò, lợn, ngựa, lừa, mèo, chó, khỉ,…
Ý nghĩa:
• Tạo nhiều cá thể có kiểu gene ưu việt phục vụ sản xuất.
• Tăng số lượng cá thể loài có nguy cơ tuyệt chủng.
• Tái sinh các loài đã tuyệt chủng (VD: voi ma mút).
• Tạo cơ quan nội tạng (từ TB động vật chuyển gene người) để thay thế cho người bệnh.
• Tạo nhiều cá thể có kiểu gene ưu việt phục vụ sản xuất.
• Tăng số lượng cá thể loài có nguy cơ tuyệt chủng.
• Tái sinh các loài đã tuyệt chủng (VD: voi ma mút).
• Tạo cơ quan nội tạng (từ TB động vật chuyển gene người) để thay thế cho người bệnh.
3
Liệu pháp tế bào gốc & Liệu pháp gene
▼
▸ A. Liệu pháp tế bào gốc
LIỆU PHÁP TẾ BÀO GỐC
Phương pháp chữa bệnh bằng cách truyền tế bào gốc nuôi cấy ngoài cơ thể vào người bệnh để thay thế các tế bào bị bệnh.
Quy trình (ví dụ chữa tiểu đường type 1):
1Lấy nhân tế bào da người bệnh → chuyển vào trứng đã loại bỏ nhân.
2Trứng chuyển nhân phát triển thành phôi sớm → thu tế bào gốc phôi.
3Nuôi cấy tế bào gốc phôi → biệt hoá thành tế bào tuyến tuỵ bình thường.
4Tiêm tế bào tuyến tuỵ khoẻ mạnh vào người bệnh.
💡 Ưu điểm: Cơ thể người bệnh KHÔNG loại thải tế bào ghép, vì nhân tế bào cấy vào trứng chính là nhân tế bào của người bệnh.
⚠ Đạo đức & Triển vọng: Việc dùng tế bào phôi người để chữa bệnh còn gây tranh cãi đạo đức. Để tránh, các nhà khoa học đã tách tế bào gốc trưởng thành (VD: từ tuỷ xương) → nuôi cấy → truyền lại để chữa ung thư máu. Triển vọng: chữa Parkinson, tiểu đường type 1, tổn thương cơ tim/thần kinh, một số ung thư; làm thịt nhân tạo.
▸ B. Liệu pháp gene
LIỆU PHÁP GENE
Phương pháp chữa bệnh di truyền nhờ thay thế gene bệnh bằng gene lành.
Các bước cơ bản:
- Nhân nuôi tế bào trong ống nghiệm → chỉnh sửa hoặc thay thế gene bệnh bằng gene lành.
- Sàng lọc tế bào đã chỉnh sửa thành công → nhân bản trong ống nghiệm.
- Truyền tế bào đã chỉnh sửa vào cơ thể bệnh nhân.
⚠ Điều kiện áp dụng: Chỉ dùng cho bệnh di truyền do hỏng MỘT gene nhất định; tế bào bị bệnh phải thuộc loại liên tục phân chia trong suốt cuộc đời bệnh nhân.
4
Công nghệ tế bào thực vật & Nuôi cấy mô
▼
CÔNG NGHỆ TẾ BÀO THỰC VẬT
Quy trình nuôi cấy các tế bào, mô thực vật trong điều kiện vô trùng để tạo ra các cây có kiểu gene giống nhau nhằm mục đích nhân giống.
▸ Nguyên lí — tính TOÀN NĂNG của tế bào thực vật
Mỗi tế bào thực vật chứa đầy đủ thông tin di truyền và có khả năng phát triển thành cơ thể hoàn chỉnh trong điều kiện phù hợp. Người ta dùng môi trường dinh dưỡng có bổ sung hormone thực vật (hormone sinh trưởng) thích hợp để tế bào tái sinh thành cây hoàn chỉnh.
▸ Nuôi cấy mô tế bào (vi nhân giống)
Quy trình:
1Tách mô tế bào chuyên hoá (thường lấy từ đỉnh sinh trưởng hoặc lá non) khỏi cây.
2Nuôi cấy trong ống nghiệm, điều kiện vô trùng, môi trường dinh dưỡng đầy đủ + hormone thực vật với tỉ lệ thích hợp.
3Tế bào biệt hoá được đưa về trạng thái chưa phân hoá → tạo nên mô sẹo (mô callus).
4Mô sẹo phân chia và phân hoá → hình thành rễ, thân, lá → cây con hoàn chỉnh.
💡 Mô sẹo (callus): mô gồm nhiều tế bào CHƯA biệt hoá và có khả năng sinh trưởng mạnh. Trong môi trường có hormone sinh trưởng → mô sẹo phân hoá thành cây con.
📘 Ý nghĩa của nuôi cấy mô
• Nhân nhanh số lượng lớn cây ở các loài quý hiếm, sinh trưởng chậm.
• Tạo cây giống SẠCH BỆNH (sạch nấm, virus) và đồng đều về đặc tính giống gốc.
• Bảo tồn nguồn gene quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng.
• Việt Nam đã nhân giống thành công: dứa, khoai tây, mía, phong lan,…
Nuôi cấy mô = NHÂN NHANH cây giống đồng đều, sạch bệnh
⚠ Lưu ý quan trọng:
• Nuôi cấy mô KHÔNG nhằm tạo biến dị tốt (vì các cây con có kiểu gene giống nhau).
• Nuôi cấy mô KHÔNG tạo ra giống mới — chỉ nhân nhanh giống có sẵn.
• Nuôi cấy mô KHÔNG nhằm tạo biến dị tốt (vì các cây con có kiểu gene giống nhau).
• Nuôi cấy mô KHÔNG tạo ra giống mới — chỉ nhân nhanh giống có sẵn.
5
Lai TB sinh dưỡng · Nuôi cấy hạt phấn · So sánh
▼
▸ A. Lai tế bào sinh dưỡng (dung hợp tế bào trần)
Quy trình:
1Loại bỏ thành cellulose của hai loại tế bào sinh dưỡng thuộc $2$ loài thực vật khác nhau → tạo tế bào trần.
2Dung hợp hai tế bào trần → tế bào lai.
3Nuôi cấy tế bào lai trong môi trường đặc biệt → phân chia → tạo thành cây lai khác loài.
⚠ Lưu ý: Phải loại bỏ thành cellulose (KHÔNG phải màng sinh chất hay nhân) để hai tế bào có thể dung hợp. Cây lai từ dung hợp $2$ loài lưỡng bội có bộ NST $= 2n_1 + 2n_2$ và không có khả năng sinh sản hữu tính.
▸ B. Nuôi cấy hạt phấn / noãn chưa thụ tinh
Quy trình:
1Nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh trong ống nghiệm → phát triển thành cây đơn bội ($n$).
2Lưỡng bội hoá các mô đơn bội (xử lí colchicine) → nuôi cấy → tạo thành cây lưỡng bội ($2n$) hoàn chỉnh.
💡 Ý nghĩa: Tạo ra cây có kiểu gene ĐỒNG HỢP TỬ về tất cả các gene → rất có giá trị trong tạo giống cây trồng. Đây là phương pháp DUY NHẤT cho phép tạo dòng thuần chủng chỉ sau MỘT thế hệ.
▸ C. Tóm tắt 3 kĩ thuật công nghệ tế bào thực vật
NUÔI CẤY MÔMô → mô sẹo → cây con
Cây giống nhau, giống cây mẹ
Cây giống nhau, giống cây mẹ
LAI TB SINH DƯỠNGLoại thành cellulose → dung hợp
Cây lai khác loài
Cây lai khác loài
NUÔI CẤY HẠT PHẤN$n$ → cây đơn bội → lưỡng bội hoá
Cây đồng hợp tử (dòng thuần)
Cây đồng hợp tử (dòng thuần)
▸ D. Phân biệt CÔNG NGHỆ TẾ BÀO với CÔNG NGHỆ GENE & GÂY ĐỘT BIẾN
| Phương pháp | Lĩnh vực | Ví dụ thành tựu |
|---|---|---|
| Nuôi cấy mô, lai TB, nuôi cấy hạt phấn, nhân bản vô tính, cấy truyền phôi | CN tế bào | Cừu Dolly, lợn ỉ, dứa/phong lan nhân giống |
| Chuyển gene, chỉnh sửa gene | CN gene | Gạo vàng (β-caroten), cà chua chín chậm, E.coli sản xuất insulin |
| Tác nhân vật lí/hoá học | Gây đột biến | Dâu tằm tam bội, táo "má hồng" |
6
Xem đầy đủ lý thuyết & phương pháp giải bài tập
▼
Để xem lý thuyết đầy đủ kèm sơ đồ tư duy, các dạng bài tập phân biệt CNTB với CN gene/gây đột biến, các thành tựu chi tiết và bảng sai lầm thường gặp, các em đọc bài viết bên dưới:
📚
Bài 19 — Công nghệ tế bào (Lý thuyết & phương pháp giải đầy đủ)
CNTB động vật & thực vật, tế bào gốc, nhân bản vô tính, liệu pháp gene, nuôi cấy mô, lai TB sinh dưỡng, nuôi cấy hạt phấn — kèm sơ đồ tư duy & sai lầm thường gặp.
Xem ngay →
CNTB động vật & thực vật, tế bào gốc, nhân bản vô tính, liệu pháp gene, nuôi cấy mô, lai TB sinh dưỡng, nuôi cấy hạt phấn — kèm sơ đồ tư duy & sai lầm thường gặp.
Sau khi đã nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 25 câu bám sát SGK Sinh Học 10!
1
—
Điểm: 0/25
🧪
Cùng luyện Bài 19 – Công nghệ tế bào!
25 câu: 21 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 2 tự luận
🏆
Tuyệt vời!
0/25
💡 Gợi ý
Cô Nguyễn Ngọc Châu
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú